분기기의 슬랙과 캔트
포인트 후단에서 크로싱 전단까지 차량을 유도하는 부분이 리드(lead)부이며,
짧은 거리의 사이에서 포인트를 통과한 차량의 진행방향을 크로싱이 가진 방향으로 전향시켜야 한다.
따라서, 리드부는 곡선을 취하여야만 한다.
이 곡선을 리드곡선이라 부르며, 차량이 통과할 수 있을 만큼의 최소한의 슬랙(slack)을 붙여야만 한다.
분기기 리드곡선의 슬랙은 보편적으로 다음 식으로 계산한 값을 5mm 절상하여 구한다.
S = H2 / 8R - t
여기서, S : 필요 슬랙
H : 고정축거
R : 리드곡선반경
t : 최소 가동여유
"철도차량안전기준에 관한 규칙"에서는 고정축거를 3.75m 이하로 규정하고 있다.
최소 가동여유는 레일과 차륜 답면 형상에 관계한다.
즉, 차륜은 통상적으로 답면의 한 점에서 레일과 접촉하고 있지만, 차륜 플랜지가 레일에 가깝게 되면, 아래 그림에 나타낸 것처럼
A점과 B점의 2점에서 접촉한다.
차륜 플랜지가 이 2점 접촉의 위치보다 더욱 레일에 가깝게 되면, 차륜의 올라탐이 발생하므로 차륜이 좌우로
가동하는 한도는 이 2점 접촉하는 위치이다.
최소 가동여유는 2점 접촉하는 차륜의 가동한도와 궤간 및 차륜외면 거리에서 다음과 같이 구해진다.
t=Gmin - Gmax -2a
=(1435-2)-(2×713)-2a
=7-2a
여기서, t : 최소 가동여유
Gmin : 궤간 최소치
Gmax : 최대 차륜외면거리
a : 2점 접촉하는 위치에서 궤간선과 차륜과의 떨어짐이다.
a 값은 37레일이 4mm, 50레일이 1.5mm, N레일이 0이다
N레일용 분기기의 슬랙
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곡선반경(m) |
슬랙(mm) |
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110 미만 |
20 |
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110 이상 140 미만 |
15 |
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140 이상 190 미만 |
10 |
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90 이상 300 미만 |
5 |
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300 이상 |
0 |
슬랙은 기본레일을 비켜 놓아 붙이는 것이지만, 충분한 슬랙을 붙일 수가 없다. 슬랙은 텅레일 전방의 분기선
기본레일에서 붙이기 시작하므로 열차가 기본선을 통과할 때 부분적으로 궤간이 확대하는 것으로 되며, 편측
차륜의 상하운동이 생겨 차량이 롤링을 일으키는 것으로 된다.
더욱이, 이 곡선에 응하는 캔트는 크로싱의 관계에서 일반적으로 붙이지 않는 것이 보통으로,
만약 붙이더라도 불충분한 캔트 값으로 밖에 될 수 없다.
리드곡선의 반경은 외측레일의 곡선반경으로 부른다.
이와 같이 고속용을 제외한 일반 분기기의 리드곡선은
① 반경이 작은 곡선임에도 불구하고,
② 캔트가 없고,
③ 불충분한 슬랙이며,
④ 곡선의 전후에 완화곡선이 없는 반향곡선으로 되므로, 열차의 통과속도가 현저하게 낮은 속도로 제한한다.
선로정비지침에서는 일반 분기기의 슬랙은 별도 제정한 분기기 정규도에 따라 붙이고 가동크로싱 사용 분기기에서
분기곡선과 일반분기 부대곡선의 슬랙과 체감은 일반 곡선의 경우에 준하도록 규정하고 있다.
한편, 고속열차를 운전하는 분기부대 곡선에는 부득이한 경우를 제외하고는 다음과 같이 캔트를 붙이도록 규정하고 있다.
① 내방분기기의 분기곡선에는 본선곡선과 같은 캔트를 붙인다.
② 제①호 이외 분기기의 분기 곡선에는 포인트와 크로싱부와의 접속관계를 고려하여 적당한 캔트를 붙인다.
③ 분기 외 곡선에서의 캔트는 일반곡선의 캔트에 준하여 붙인다.
④ 제①호, ②호에서의 캔트 체감거리는 체감 량의 300배 이상으로 한다.
⑤ 분기곡선과 이에 접속하는 곡선의 방향이 서로 반대될 때에는 캔트의 체감 끝부터 4m 이상의 직선을 삽입한다.